CH373460A - Anordnung mit rotierenden Gleichrichtern, insbesondere zur Erregung elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

  Anordnung mit rotierenden Gleichrichtern, insbesondere zur Erregung  elektrischer Maschinen    Im Patentanspruch des Hauptpatentes ist eine An  ordnung mit rotierenden Gleichrichtern,     insbesondere     zur Erregung von elektrischen Maschinen, z. B, Wech  selstromgeneratoren     (Turbo-Generatoren)        umschrie-          schrieben,    bei welcher Anordnung die Gleichrichter an  einem ringförmigen, mit der Welle des Maschinen  aggregates gekuppelten, die von den Gleichrichtern  stammenden Fliehkräfte aufnehmenden Träger ange  ordnet sind, wobei der ringförmige Trägerkörper der  Gleichrichter gleichzeitig zur Schaltverbindung und zur  Stromführung der Gleichrichter dient.  



  Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung  dieser Anordnung und besteht darin, dass der ring  förmige     Gleichrichterträger    gleichzeitig als Stützring  für die     Läuferwickelköpfe    des     Gleichrichtergenerators     ausgebildet ist, Diese Anordnung bietet den besonde  ren Vorteil, dass die     Gleichrichterelemente    den sie spei  senden Wicklungszweigen des Gleichrichters in einer  solchen Weise zugeordnet werden können, dass sich  bezüglich der Leitungsführung die günstigsten Verhält  nisse ergeben.

   Der Erfindungsgedanke hat auch den  Vorzug, dass so gut wie kein zusätzlicher Raum für die       Gleichrichteranordnung    erforderlich ist, da der unter  den Wickelköpfen der Maschine ohnehin vorhandene  Raum für die     Gleichrichteranordnung    ausgenutzt wird.  Die erfindungsgemässe Anordnung macht es möglich,  eine grössere Anzahl von     Gleichrichterelementen    inner  halb der Maschine unterzubringen, wobei z. B. die       Wickelkopfräume    auf beiden Seiten der Maschine für  die     Gleichrichteranordnung    herangezogen werden.

   Die  Erfindung kann auch bei Anwendung von Doppel  sternschaltungen mit Saugdrosselspule angewendet  werden, wobei die Saugdrosselspule zweckmässig eben  falls unmittelbar neben den Gleichrichtern in dem       Wickelkopfraum    vorgesehen wird.    Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der       Erfindung    sowie zahlreiche Einzelheiten, die sich bei  Anwendung des Erfindungsgedankens für verschiedene       Gleichrichterschaltungen    ergeben, anhand der Zeich  nung erläutert.  



       Fig.    1 zeigt einen Teilschnitt durch eine als Erreger  maschine, beispielsweise für einen Turbogenerator aus  gebildete     Wechselstrommaschine.1    bedeutet die Welle,  die das     Eisenblechpaket    2 trägt. Der mit Einzelpolen  oder einer verteilten Erregerwicklung versehene Stän  der ist zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht wie  dergegeben. 3 ist die induzierte Ankerwicklung. Die  Wickelköpfe 3a sind unter Zwischenschaltung einer  Isolierung     4,    auf dem Stützring 5 abgestützt, der durch  eine     Isolierscbieht    6 gegenüber dem     Eisenblechpaket     und der Welle 1 isoliert ist.

   Der Ring 5 ist gleichzeitig  als Trägerring für die     Gleichrichterpatronen    7 ausge  bildet. 8 bedeutet die     Stromzuleitung,    mit der die eine  Klemme der     Gleichrichterpatrone    an die zugeordnete  Phase der     Wechselstromwicklung    3 angeschlossen ist.  Die zweite Klemme der     Gleichrichterpatrone    7 ist di  rekt mit dem stromleitenden Trägerring 5 verbunden.  9 ist eine an den Trägerring 5 angeschlossene, ein posi  tives Potential führende Stromleitung,<B>10</B> die direkt     mit     der beispielsweise in Sternschaltung angeordneten  Maschinenwicklung verbundene negative Ableitung.

         Zweckmässigerweise    kann die Leitung 10 ebenso wie die  Leitung 9 isoliert in einer Wellennut oder einer     Isolier-          buchse    geführt werden. Man erkennt, dass bei     dem    Aus  führungsbeispiel der     Fig,    1 die Zuleitung 8 zwischen  Wicklung und     Gleichrichterpatrone    ausserhalb des aus  Stahl oder dergleichen bestehenden Trägerringes 5 ver  legt ist, wodurch Verluste durch     Ummagnetisierung    in  dem Trägerring     vermieden    werden. Selbstverständlich  ist über den Umfang des Trägerringes verteilt eine An-      zahl von     Gleichrichterelementen    vorhanden.

   Die Zahl  der     Gleichrichterelemente    ergibt sich hierbei aus der  Wicklungsschaltung der Maschine bzw. Gleichrichter  schaltung.  



       Fig.    2 der Zeichnung gibt eine etwas abgeänderte  Ausführungsform wieder, bei der der Trägerring 5 in  einen     unmagnetischen    zylindrischen Ringteil 5a und in  den auf der Welle sitzenden, zur Abstützung dienenden  Ringteil 5b aus magnetischem Material zerlegt ist. Bei  dieser Anordnung ist die Stromzuleitung 8 von der  Wicklung 3 zu der     Gleichrichterpatrone    7 direkt durch  eine Bohrung 11 in dem Ringteil 5a geführt.  



  Die Anordnung bietet ohne weiteres die Möglich  keit, beim Vorhandensein grösserer Ströme die einzel  nen Phasenwicklungen in mehrere parallele Wicklungs  zweige aufzulösen. Eine entsprechende Schaltung gibt       Fig.    3 der Zeichnung wieder. In dieser Figur bedeuten  3a,1     3b1,        3a2,        3b2,        3a3,        3b3    die in parallele Zweige auf  gelösten Phasenwicklungen. Jedem Wicklungszweig  ist ein besonderer Gleichrichter     7a1,        7b1    bzw.     7a2,        7b2     bzw.     7a3,        7b3    zugeordnet.

   Die positive Stromableitung  wird bei dieser Schaltung wieder, wie aus den voran  gehenden Figuren ersichtlich ist, durch den Träger  ringkörper 5     (Fig.    1) gebildet, während mit dem     Wick-          lungssternpunkt    die negative Wicklungsableitung 8  verbunden ist.  



       Fig.4    zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für  eine     Gleichrichteranordnung        mit        Saugdrosselschaltung.     Bei der Anordnung gemäss     Fig.    4 sind die Sternpunkt  leitungen der Maschinenwicklung über die Leitungen  12, 13     mit    einer Saugdrossel 14 verbunden, die beispiels  weise als Ringdrossel ausgeführt ist und ebenfalls in  dem Raum zwischen Wickelköpfen und Welle inner  halb des Wickelkopf- bzw.     Gleichrichterträgers    unter  Zwischenschaltung isolierender Teile 16 eingeschaltet  ist.

   17 bedeutet bei der Anordnung nach     Fig.4    die  negative Stromableitung, die ebenfalls von der Welle  sowie den übrigen Teilen der Maschine isoliert ist. Mit  18 ist in dieser Figur noch die positive Stromzuleitung  angedeutet, die auf der Welle um<B>180'</B> gegenüber der  negativen Zuleitung versetzt ist und mit dem Gleich  richterträgerkörper über die     Stromzuführungslasche     18a verbunden ist.  



  Wie bereits angedeutet war, ist es ohne weiteres  möglich, bei der Anordnung auf beiden Seiten der Ma  schine     Gleichrichtergruppen    vorzusehen.     Fig.    5 zeigt  die entsprechende Anordnung, die nach dem Vorange  henden ohne weiteres verständlich sein dürfte.     Fig.    5  bezieht sich dabei auf eine     Sechsphasensaugdrossel-          schaltung,    wie sie beispielsweise die     Fig.    6 der Zeich  nung wiedergibt. Die Phasenwicklungen 30a bis 30f  sind bei dieser Anordnung zweifach in Stern geschaltet.

    Die Wicklungsenden der Phasenwicklungen 30a, 30c  und 30e sind durch auf der rechten Seite der Maschine  angeordnete Gleichrichter 71a,<I>71e, 71e</I> an den unter  teilten Trägerring 51 angeschlossen, der mit der posi  tiven Stromableitung 90 auf der Maschinenwelle lei  tend verbunden ist. Die linken Wicklungsenden der  Phasenwicklungen 30a,<B>30e</B> und 30e sind über die Stern  leitung 81 auf der linken Seite der Maschine mitein-         ander    verbunden. Die Sternleitung 81 ist dabei entlang  der Welle zu der in     Stromteilerschaltung    angeordneten  Saugdrosselspule 14 auf der rechten Maschinenseite  geführt, welche innerhalb des Trägerringes 51 unterhalb  der Wickelköpfe der Maschine liegt.

   In analoger Weise  sind die Phasenwicklungen 30b, 30d und 30f über die  Gleichrichter 71b,<I>71d, 71f</I> an den als Stromableitung  dienenden Trägerring 52 angeschlossen, der ebenfalls  mit der positiven, an der Welle entlanggeführten Strom  ableitung 90 verbunden ist. Auf der rechten Maschi  nenseite ist die     Sternpunktverbindung    82 der Wicklun  gen 30b, 30d und 30f mit der anderen Aussenklemme  der Saugdrosselspule 14 verbunden, von welcher der  Strom über die Mittelableitung 91 abgeführt werden  kann.  



  Mit 60 sind in     Fig.    5 noch Zwischenisolierungen  bezeichnet, durch die die einzelnen spannungsführen  den Leiter gegenseitig in der erforderlichen Weise iso  liert werden. Um die Leitungen 81, 90 ausserhalb des  wirksamen     Eisenblechpaketes    führen zu können, emp  fiehlt es sich, wie in     Fig.    5a angedeutet ist, das Blech  paket bzw. die einzelnen Bleche mit Aussparungen 99  zu versehen, die den erforderlichen Raum für die Un  terbringung der Leitungen 81, 90 frei lassen.  



  Die Anordnung der Gleichrichter auf beiden Seiten  der Maschine kann selbstverständlich auch bei anderen  Schaltungen Anwendung finden, beispielsweise bei einer  Mehrfachparallelschaltung für ein     Dreiphasensystem,     wie es in     Fig.    7 der Zeichnung wiedergegeben ist.

   Die  Schaltung nach     Fig.    7 entspricht weitgehend der der       Fig.    3, jedoch sind die den parallelen Zweigen der     Fha-          senwicklungen        3a1,        3b1,    -     3a3,        3b3    zugeordneten Gleich  richter     7a1,        7b1   <I>-</I>     7a3,        7b3    gruppenweise abwechselnd  auf beiden- Seiten der Maschine angeordnet.  



       Fig.8    gibt eine weitere Ausführungsform einer  sechsphasigen     Saugdrosselschaltung    mit Anordnung  der Sternpunkte auf einer Maschinenseite wieder, deren  Verwirklichung in einer der     Fig.    5 entsprechenden  Anordnung ohne Schwierigkeiten möglich ist.  



  Die Erfindung kann auch dann Anwendung finden,  wenn mit Rücksicht auf die Spannungen eine Reihen  schaltung von     Gleichrichterelementen    notwendig ist.       Fig.    9 zeigt im Prinzip eine entsprechende Schaltung.  In     Fig.    10 der Zeichnung ist die Anordnung und Befe  stigung der Gleichrichter in dem mit isolierten Teilen  71a versehenen Trägerring 51 wiedergegeben. Bis auf  ein Element müssen bei dieser Anordnung alle in Reihe  liegenden     Gleichrichterelemente    isoliert in je einem der  Teile 71a des Trägerrings 51 abgestützt sein. Die Rei  henschaltung erfolgt durch Zwischenverbinder 75, die  von der einen Klemme des einen Gleichrichters zu der  anderen Klemme des zweiten Gleichrichters geführt  sind.  



  Die     Fig.    11 und 12 geben zwei weitere Schaltun  gen wieder, bei denen die zu beiden Seiten der Phasen  wicklungen eingeschalteten     Gleichrichterelemente    auf  einer bzw. beiden Maschinenseiten angeordnet sind.  Einzelheiten der beschriebenen     Gleichrichteranordnung     können selbstverständlich in Anpassung an die auftre  tenden     Betriebsverhätnisse    abgeändert werden. Die Er-           findung    ermöglicht ohne weiteres die Anwendung einer  grösseren Anzahl paralleler     Gleichrichterzweige,    wo  durch es ermöglicht wird, die unter Umständen erfor  derlichen grossen Ströme zu erzeugen.

   Besondere Vor  teile bietet es, Silizium- oder     Germanium-Gleichrich-          terelemente    anzuwenden, die sich durch besonders  hohe Belastbarkeit auszeichnen. Um die Belastbar  keit der     Gleichrichterelemente    zu erhöhen, empfiehlt  es sich ferner, den     Gleichrichtergenerator    derart aus  zubilden, dass das zur Kühlung     verwendete    Kühlmittel  die Gleichrichter sowie die zugleich als Träger für die  Wickelköpfe dienenden Trägerringe umspült.

   Unter  Umständen kann es auch Vorteile bieten, die Gleich  richterträgerringe selbst mit     Lüfterflügeln    oder der  gleichen zu versehen oder besondere Hilfslüfter vorzu  sehen, um ein Kühlmittel in dem die Gleichrichter auf  nehmenden, innerhalb des     Gleichrichterträgers    liegen  den Hohlraum umzuwälzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung mit rotierenden Gleichrichtern, insbe sondere zur Erregung von elektrischen Maschinen, nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch ge kennzeichnet, dass der ringförmige Gleichrichterträger gleichzeitig als Stützring für die Läuferwickelköpfe des Gleichrichtergenerators ausgebildet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass Gleichrichterelemente zu beiden Seiten des Blechpaketes des Gleichrichtergenerators angeordnet sind. 2.

   Anordnung nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasen wicklungsanschlüsse auf beiden Seiten der Maschine unmittelbar mit den an den Wickelkopfträgern abge stützten Gleichrichterelementen verbunden sind. 3. Anordnung nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gleichrichterelemente parallelgeschaltet und die Pha sen der Ständerwicklung des Gleichrichtergenerators mit mehreren parallelen Wicklungszweigen versehen sind. 4.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass auf beiden Seiten der Maschine je eine Gleichrichtergruppe angeordnet und diese in Saug drosselschaltung verbunden sind. 5. Anordnung nach Patentanspruch und Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Ring drossel ausgebildete Saugdrossel innerhalb der als Trä gerkörper für die Wickelköpfe und Gleichrichter die nenden Stützringe angeordnet ist. 6. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der als Gleichrichter- und Wickel kopfträger dienende Tragringkörper unterteilt ausge führt ist. 7.

   Anordnung nach Patentanspruch und Unteran spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der die Ab stützung der Wickelköpfe wie der Gleichrichter ermög lichende zylindrische Teil des Trägerringes aus unma- gnetischem Material besteht, während der zweite zur Abstützung auf der Welle dienende Teil des Trägerkör pers aus magnetisch gut leitendem Material besteht. B. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der zum Tragen der Gleichrichter und Wickelköpfe dienende Trägerring isoliert auf der Welle aufgesetzt ist. 9.

   Anordnung nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gleichrichter auf beiden Seiten des Blechpaketes angeordnet sind und in letzterem im Bereiche der Wellensitzfläche Ausspa rungen zur Durchführung von Stromzuleitungen ange ordnet sind. 10. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in einem ringförmigen Träger meh rere miteinander in Reihe geschaltete Gleichrichter an geordnet sind.